萝卜的破哥哥
大肠杆菌是重要的模式生物,在高中生物学中有.多处知识涉及到,如原核生物的基本结构与分裂、T2’噬菌体侵染细菌实验、基因工程常见运载体、大肠杆菌的鉴定、微生物的酶合成调节等。这些知识涉及点多,分布零散,缺乏系统性,下面就大肠杆菌的基本知识作简要概述。 1认识大肠杆菌的基本历程 大肠杆菌是大肠埃希氏菌的俗称,属肠杆菌科埃希氏菌属,1885年埃舍利希氏首次发现。在相当长的时间内,人们一直把它当作正常肠道菌群的组成部分,认为是非致病菌。直到20世纪中叶,才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性,尤其对婴儿和幼禽,常引起严重腹泻和败血症。根据不同的生物学特性,将致病性大肠杆菌分为5类:致病性大肠杆菌(EPEC)、肠产毒性大肠杆菌(ETEC)、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠黏附性大肠杆菌(EAEC)。 2大肠杆菌的基本结构 细胞壁 大肠杆菌的细胞壁厚约11μm,分外膜和肽聚糖层。外膜是大肠杆菌细胞壁的主要成分,占细胞壁干重80%,位于肽聚糖层的外侧,主要由磷脂、蛋白质和脂多糖组成。脂多糖是革兰氏阴性细菌的内毒素,也是革兰氏阴性细菌细胞壁的特有成分,主要与抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关。肽聚糖层由1―2层网状的肽聚糖组成,占细胞壁干重的10%,是细菌特有的成分,由聚糖链、短肽和肽桥三部分组成。由,脂蛋白将外膜和肽聚糖层连接起来,从而使大肠杆菌的细胞壁形成一个整体结构。 细胞膜 大肠杆菌的细胞膜与其他生物细胞膜的结构相似,但上面的蛋白质含量高、种类多,具有选择透性,可控制营养物质进出细胞。大肠杆菌的细胞膜含有丰富的酶系,是大肠杆菌的能量转化的场所,参与细胞壁的合成。 细胞质 大肠杆菌的细胞质含有糖原颗粒、核糖体和质粒等结构。 核糖体 大肠杆菌的核糖体包含两个亚基,即50S亚基(23S rRNA、5S rRNA、34种蛋白质)和.30S亚基[16SrRNA、21种蛋白质(S1～S21)]。rpsL基因就是表达核糖体30S亚基中的S12蛋白质,S12蛋白作用于翻译的开始阶段。链霉素等抗生素的作用位点就是核糖体30S亚基上的S12蛋白质,正常情况卞链霉素与S12:蛋白结合使蛋白质的生物合成不能进行,野生型大肠杆菌不再生长。但rpsL基因的突变使链霉素失去结合位点,从而使该基因型的菌株具有了对链霉素的抗性(Str+)。 质粒 质粒具有自我复制的特性,不同质粒的基因能与拟核基因发生基因重组,可通过细菌的接合而转移,也可随细胞的分裂而传递或丢失。由于质粒具有这些特性,所以在分子生物学和遗传工程中质粒经常作为外源基因的载体。大肠杆菌中已发现的质粒有F因子、R因子和Col因子等。 因子 F因子又称致育因子,是最早发现的质粒,含3个主要基因群,分别具有插入、复制和转移的功能。含有F因子的大肠杆菌为雄性,用F+表示;不含F因子的大肠杆菌称为雌性,用F-表示。通过F+和F-细菌的接合F因子可经性菌毛传递给P菌株,使F-菌株转变为F+菌株。F因子可单独存在,也可以通过同源重组整合到细菌的拟核上。 因子 R因子由相连的两个DNA区段组成:一个为抗性转移因子,它含有调节DNA复制和拷贝数的基因、转移基因及四环素抗性基因;另一个为抗性决定因子,其上含有青霉素、氨苄青霉素、氯霉素、链霉素和磺胺等抗性基因。 因子 Col因子即产大肠杆菌素因子。它编码合成大肠杆菌素,大肠杆菌素的化学成分为脂多糖蛋白质复合物,它能通过抑制复制、转录、转译或能量代谢而专一性地杀死不含Col因子的其他肠道细菌。 拟核 拟核由RNA、蛋白质和超螺旋环状DNA组成,主要基因位于这条环状DNA上。 特殊结构 荚膜 荚膜由大肠杆菌向细胞壁外分泌的一层胶状物,主要由多糖组成,具有抗原性,构成了大肠杆菌的表面抗原,即K抗原。 鞭毛与菌毛 鞭毛由鞭毛蛋白组成,构成了细菌的鞭毛抗原,与运动有关。若将大肠杆菌穿刺接种于半固体培养基,它将沿穿刺线向周嗣扩散生长。在细胞表面还含有一种比鞭毛更细更短更硬的丝状体叫菌毛,可分为普通菌毛和性菌毛。普通菌毛吸附于动植物、真菌以及各种细胞的表面,有的是噬菌体吸附的位点;性菌毛是在F因子的控制下形成的,它是细菌接合的“工具”,通过性菌毛的接合,可在细菌之间传递质粒或拟核基因等。 3大肠杆菌的抗原和抵抗力 大肠杆菌的抗原 大肠杆菌的抗原可分为菌体抗原(0)、鞭毛抗原(H)和表面抗原(K),后者有抗机体吞噬和抗补体的能力。根据菌体抗原的不同,可将大肠杆菌分为150多种类型,其中有16个血清型为致病性大肠杆菌。 大肠杆菌的抵抗力 大肠杆菌对热的抵抗力较其他肠道杆菌强。55℃加热60min或60℃加热15min仍有部分细菌存活;在自然界的水中可存活数周至数月,在温度较低的粪便中存活更久;胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用;对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感,但易耐药,是由带有R因子的质粒转移而获得的。 4代谢与繁殖 产能代谢 大肠杆菌为兼性厌氧菌,其营养类型为化能异养。呼吸类型为:在有氧条件下进行有氧呼吸产能;在无氧条件下进行无氧呼吸和发酵产能,将葡萄糖转变成琥珀酸、乳酸、甲酸、乙醇、乙酸、H2和CO2等多种产物,因此大肠杆菌既产酸又产气。 生化反应 由于大肠杆菌产生较多有机酸,加入甲基红呈红色。故大肠杆菌甲基红反应阳性;大肠杆菌发酵葡萄糖不产生2,3-丁二醇,故大肠杆菌.反应为阴性。常用的伊红一美蓝乳糖培养基,用于鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌。如果有大肠杆菌,因其强烈分解乳糖而产生大量的混合酸,菌体带H+,故菌落被染成深紫色,菌落表面带有金属光泽。 大肠杆菌的繁殖 早期分子生物学的研究主要以大肠杆菌为实验材料,揭示了许多生命的现象和规律。1953年,沃森 和克里克提出DNA的双螺旋结构模型并设想DNA以半保留方式进行复制;1958年梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料,证明了DNA半保留复制的有效性;1969年凯恩斯用放射自显影技术证明了大肠杆菌环状DNA的半保留复制。至20世纪70年代,大肠杆菌的复制过程已相当清楚,为分子生物学的发展及认识细胞分裂奠定了理论基础。 5大肠杆菌的培养与菌落形态 大肠杆菌合成代谢能力强,在含无机盐、胺盐、葡萄糖的普通培养基上生长良好。最适生长温度为37℃,生长温度范围为15-46℃。在有氧条件下生长良好,最适生长pH为～,范围～,若pH值低于或高于则生长缓慢。在普通营养琼脂上生长,表现为3种菌落形态:①光滑型:菌落边缘整齐,表面有光泽、湿润、光滑、呈灰色,在生理盐水中容易分散;②粗糙型:菌落扁平、干涩、边缘不整齐,易在生理盐水中自凝;③黏液型:常为含有荚膜的菌株。 6大肠杆菌与人类和动物的关系 大肠杆菌随婴儿哺乳进入肠道,与人终身相伴,是人肠道中的正常栖居菌,为消费者,其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长,减少蛋白质分解产物对人体的危害,还能合成维生素B和K及有杀菌作用的大肠杆菌素,与人是互利共生的关系。但若进入胆囊、膀胱等处会引起炎症;在卫生不良的情况下,常随粪便散布在周围环境中(生活在体外则属于分解者),若在水和食品中检出此菌,可认为是被粪便污染的指标,从而可能存在肠道病原菌。因此,大肠菌群数(或大肠菌值)常作为饮水和食物的卫生学检测标准(饮用水中大肠杆菌数不应超过3个/L)。 当前大肠杆菌给禽牧养殖业带来的损失严重,由大肠杆菌导致的常见疾病有鸡胚和雏鸡早期死亡,禽类和猪急性败血症、气囊病、肉芽肿、心包炎、坠卵性腹膜炎及输卵管炎,这些疾病正困扰着广大养殖户和兽医工作者。 7大肠杆菌在生物技术中的应用 大肠杆菌繁殖速度快、代谢旺盛、遗传背景清楚、培养条件简单,是应用于生物技术最广泛、最成功的表达体系,常做高效表达的首选载体。例如,科学家们把人的胰岛素基因送到大肠杆菌的细胞,使胰岛素基因和大肠杆菌的遗传物质相结合获得高效表达的工程菌。该工程菌不但能够一代代的传下去,而且后代的大肠杆菌也能生产胰岛素了。
赵13先生
病原本属菌为革兰氏染色阴性，本菌对外界因素抵抗力不强，60℃15min即可死亡，一般消毒药均易将其杀死。大肠杆菌有菌体抗原(O)、表面(荚膜或包膜)抗原(K)和鞭毛抗原(H)三种。O抗原在菌体胞壁中，属多糖、磷脂与蛋白质的复合物，即菌体内毒素，耐热。抗O血清与菌体抗原可出现高滴度凝集。K抗原存在于菌体表面，多数为包膜物质，有些为菌毛，如K88等。有K抗原的菌体不能被抗O血清凝集，且有抵抗吞噬细胞的能力。可用活菌制备抗血清，以试管或玻片凝集作鉴定。在菌毛抗原中已知有4种对小肠粘膜上皮细胞有固着力，不耐热、有血凝性，称为吸着因子。引起仔猪黄痢的大肠杆菌的菌毛，以K88为常见。H抗原为不耐热的蛋白质，存在于有鞭毛的菌株，与致病性无关。病原性大肠杆菌与肠道内寄居和大量存在的非致病性大肠杆菌，在形态、染色、培养特性和生化反应等无任何差别，但在抗原构造上有所不同。流行病学猪大肠杆菌病主要有仔猪黄痢、仔猪白痢和猪水肿病3种。致病性大肠杆菌主要存在于母猪的肠道、产道及周围环境中，因此，带菌母猪是本病的主要传染源，妊娠母猪可经胎盘直接感染胎儿，也可经乳汁、粪便、污染水、饲料接触感染，仔猪黄痢容易发生于0—4日龄的乳猪，往往在同窝仔猪中的发病率达80%以上，病死率高。仔猪白痢多发生于10—30日龄的仔猪，如果一窝仔猪有一头发病，其余仔猪便可同时或相继发病，病死率较低。仔猪水肿病主要发生于断奶后1—2周的仔猪，并且病猪绝大多数是生长快而肥壮的仔猪，发病率低，病死率高达90%以上。本病一年四季均可发生，夏季和冬季多发，春秋干燥季节少发。一些大型集约化养殖场，饲养密度过大，通风换气不良，卫生和消毒不彻底，是加速本病流行的不容忽视的主要因素。临床症状由于猪的生长期和病菌血清型的差异，由猪大肠杆菌引起的疾病也不同，可分为仔猪黄痢、仔猪白痢和猪水肿病。1仔猪黄痢出生仔猪的一种急性、致死性疾病，又称早发性大肠杆菌病。多发于0—4日龄的仔猪，新生仔猪可在出生2—3小时后发生，可影响单个或整窝仔猪，排出黄色浆状稀粪，内含凝乳块，严重时仔猪可能呕吐，并伴发脱水症状，腹肌松弛、无力、迟钝、眼睛无光、精神抑郁，体重下降、不久仔猪死亡。2仔猪白痢多发于3—4周龄的仔猪，病猪突然腹泻，粪便呈乳白色或灰白色，且腥臭、黏腻。病程2—3日，长的达1周以上，病死率低，一般都能自行康复，但发病仔猪影响正常生长发育。3仔猪水肿病猪突然发病，精神沉郁，结膜充血、眼睑、脸部、齿龈，有时波及颈部和腹部皮下出现明显的水肿。体温无明显变化，心跳急速，呼吸初快而浅，后来慢而深。神经症状明显，表现为肌肉颤抖、阵发性抽搐，盲目运动或转圈，站立时背部拱起，发抖，前肢如发生麻痹，则站立不稳，至后躯麻痹，不能站立，四肢划动作游泳状。剖检变化1仔猪黄痢尸体严重脱水，皮下常有水肿，肠道膨胀，有多量黄色液状内容物和气体。胃大弯部静脉梗死，局部小肠壁充血，小肠扩张。肠系膜淋巴结有弥漫性小出血点，肝、肾有凝固性小坏死灶。同一窝仔猪发病率达90%，病死率可高达90%以上。2仔猪白痢剖检变化：尸体外白发白，消瘦，被毛粗乱，有脱水现象，肠粘膜有卡他性炎症变化，肠系膜淋巴结肿胀。3仔猪水肿主要为水肿，胃壁及肠系膜水肿为明显。全身淋巴结水肿，并不同程度充血和出血，水肿液一般为浆液性，有时在粘膜附近有血染。如果水肿严重，病变可延伸到基底部的黏膜下层。诊断方法实验室诊断可取黄痢和白痢病猪的小肠前段，用无菌盐水冲洗后刮取黏膜，或取水肿病病猪肠系膜淋巴结，接种麦康凯培养基后，37度培养18—24小时，挑取红色菌落作进一步培养和生化试验，并用大肠杆菌因子血清鉴定血清型。预防措施应改善母猪的饲料质量，使母猪膘情良好。临产前一个月接种大肠杆菌k88、k99进行免疫。临产前7天将母猪清洗消毒后在上经过消毒的产床。即将分娩的母猪，应把乳房和阴部再次清洗消毒，挤出少许乳汁，加强产房保暖，应在22度左右，母猪分娩后1周，建议在饲料内添加抗生素（四环素、壮观霉素等）保持仔猪足够的环境温度（1—3日龄适宜温度32—35度、4—7日龄适宜温度30—32度、8—15日龄适宜温度28—30度、15—28日龄适宜温度26—28度），产房内的良好环境有利于减少仔猪与大肠杆菌的接触，在一定程度上，可通过仔猪自身防御体系得以控制，同时注意适时通风换气，应根据仔猪的生长发育特点，及时补铁补硒，增强机体的抗病能力，限度的降低仔猪的发病率。仔猪出生后应口服庆大霉素，可预防大肠杆菌病的发生。仔猪出生后4小时内应吃到初乳，由此获得免疫力。产房内部的消毒至关重要，每周至少两次，每次更换一种消毒药物。应经常检查母猪的泌乳状况和仔猪吃奶情况，发现缺奶或乳房炎及时采取措施进行催奶治疗。对采食量小，体况瘦的母猪应增加饲喂次数，提高母猪的泌乳能力，减少因母猪缺奶而造成仔猪黄、白痢的发生，降低损失。对猪群要进行检疫，以控制不同大肠杆菌致病型和其他感染菌引入猪群。未接触过大肠杆菌菌毛抗原的猪群对此无任何免疫力。产房要彻底清洁，避免猪群中窝间感染，仔猪免疫或治疗时，要求每头猪一个针头。对每批妊娠母猪实行全进全出，产房严格消毒可减少环境中大肠杆菌的繁殖。断奶仔猪应做到尽量减少环境或其他形式的应激，如混群、寒冷、运输、饲料、转入新圈舍等。预防仔猪黄痢，可对妊娠母猪于产前6周和2周进行两次疫苗免疫，而预防仔猪白痢和猪水肿病，可在仔猪出生后接种大肠杆菌腹泻基因工程多价苗或灭活苗。药物治疗根据不同地区做药敏实验，可选以下治疗方案：（1）对发病的仔猪应加强补液，可口服补液盐或电解质，温开水灌服，每天三次。也可腹腔注射葡萄糖氯化钠，减少因脱水而造成仔猪迅速死亡。（2）可肌注恩诺沙星，遵医嘱，大剂量注射，仔猪容易发生神经症状，造成过敏死亡。（3）可口服杨树花或双黄连等药物，对仔猪黄白痢效果显著。（4）仔猪白痢，可肌注链霉素+乙酰甲喹，经药敏实验，效果显著。（5）肌注头孢赛呋或乳酸环丙沙星类药物，久治不愈者，可肌注干扰素类。（6）治疗经2—3天不愈者，必须更换治疗药物，否则仔猪容易产生耐药性。（7）必须通过给母猪用药对患病仔猪进行治疗，必须挑选能到达小肠腔的药物，如头孢菌素、阿莫西林等，如果是群体问题，一定要做药敏实验。
病原本属菌为革兰氏染色阴性，本菌对外界因素抵抗力不强，60℃15min即可死亡，一般消毒药均易将其杀死。大肠杆菌有菌体抗原(O)、表面(荚膜或包膜)抗原(K)和
小帅cgnn 2人参与回答 2023-12-09 (一)猪腹泻的疗法 腹泻是猪的一种常见病，发病率高，且一年四季均可发生，发病率达50%～60%。 1.停食法：停食是治猪腹泻最简单的一种疗法。 它主要用于中毒
天真真切切 2人参与回答 2023-12-09 大肠埃希菌201株耐药性分析胆盐抑制冷冻保存大肠杆菌生长的研究分子生物学中常用的大肠杆菌菌株大肠杆菌高效表达重组蛋白策略
金舟创元 4人参与回答 2023-12-08 大肠杆菌是重要的模式生物,在高中生物学中有.多处知识涉及到,如原核生物的基本结构与分裂、T2’噬菌体侵染细菌实验、基因工程常见运载体、大肠杆菌的鉴定、微生物的酶
xiaomakuaipao 5人参与回答 2023-12-05 病原本属菌为革兰氏染色阴性，本菌对外界因素抵抗力不强，60℃15min即可死亡，一般消毒药均易将其杀死。大肠杆菌有菌体抗原(O)、表面(荚膜或包膜)抗原(K)和
每天只睡4小时 5人参与回答 2023-12-05 
